JP5766828B2 - 太陽電池モジュール用設置架台の施工方法および太陽電池モジュール用設置架台 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに角度を付けて設置するための太陽電池モジュール用設置架台の施工方法および太陽電池モジュール用設置架台に関する。

太陽電池モジュールを地面上へ設置する方法として、例えば特許文献１には、基礎地盤に根巻き部設置孔を穿つ工程と、杭穴を根巻き部設置孔の内部に穿つ工程と、杭穴に膨張セメントミルクを杭穴が埋まる程度に流し込み、この膨張セメントミルクが固まる前に、この膨張セメントミルクに心棒を挿入し、杭部を形成する工程と、心棒が自立する程度に膨張セメントミルクが固化した後、根巻き部を根巻き部設置孔に設置する工程と、根巻き部の中心部に設けられた中心孔にグラウトを流し込み、このグラウトが固化する前に支持脚を心棒に沿わせてこのグラウトに挿入し、脚固定部を形成する工程とを含む基礎杭施工方法が記載されている。

また、例えば特許文献２には、基礎の施工予定領域の地盤中に所定間隔で場所打ちコンクリート杭を造成すると共にその造成過程で場所打ちコンクリート杭に仮柱を地上の所定高さに突出した状態で埋設し、コンクリートが硬化した後に仮柱の天端を一定の高さとなるように切り揃えて捨てプレートを溶接しておき、捨てプレート上に鉄骨柱を建て込んで固定する建築物の施工方法が記載されている。

特開２０１３−５７２０４号公報 特開平１０−１３１３００号公報

従来、地面に設置した基礎上に太陽電池モジュールを設置する場合、地盤を整地した後、型枠を使用して基礎天板の高さを調整する工程が必要となる。また、上記特許文献１に記載の方法では、支持脚を精度良く設置するためには、支持脚だけでなく、この支持脚を沿わせる心棒を精度良く垂直に設置する必要があるが、この心棒を膨張セメントミルクに差し込んでから硬化するまでの間に心棒を支えるものがなく、心棒を垂直に設置することが難しい。

また、特許文献２に記載の方法では、基礎天板の高さ調整に代えて、現場にてコンクリートが硬化した後に仮柱の天端を切り揃える作業およびこの切り揃えた天端に捨てプレートを溶接する作業が発生するため、現場作業が多くなり、上部構造物の設置までの期間が長く、また経費もかさんでしまうという問題がある。

そこで、本発明においては、基礎天板の高さ調整を不要とし、太陽電池モジュール設置の時間短縮および経費削減が可能な太陽電池モジュール用設置架台の施工方法および太陽電池モジュール用設置架台を提供することを目的とする。

本発明の太陽電池モジュール用設置架台の施工方法は、太陽電池モジュールを下から斜めに支える複数の縦桟と、複数の縦桟を支える複数の支柱と、複数の支柱が固定される横架材と、横架材を基礎に固定するアンカーボルトとを備えた太陽電池モジュール用設置架台の施工方法であって、アンカーボルトの配設位置に基礎穴を形成すること、横架材にアンカーボルトを吊り下げ、このアンカーボルトが基礎穴内に挿入される高さであって横架材の設定位置に横架材を保持すること、基礎穴内にコンクリートを打設することを含む。

本発明の太陽電池モジュール用設置架台の施工方法によれば、アンカーボルトが、当該アンカーボルトの配設位置に形成された基礎穴内に、当該アンカーボルトが横架材に吊り下げられて挿入された状態で、かつ、横架材が設定位置に保持された状態で、コンクリートが打設されて、コンクリートにより固定されるので、従来のような基礎天板の高さ調整は不要となる。

ここで、横架材は、高さ調整機構を有する支持具であって地面上に設置される支持具上に保持されることが望ましい。これにより、横架材は、地面上に設置される支持具上に保持するだけで、アンカーボルトが基礎穴内に挿入される高さであって横架材の設定位置に容易に保持される。また、支持具が高さ調整機構を有することで、横架材の高さ調整も容易となる。

また、横架材は、アンカーボルトが貫通する貫通孔を有する補強材を、アンカーボルトを貫通させてアンカーボルトにナットにより固定し、基礎穴内にアンカーボルトとともに補強材が挿入される高さに保持されることが望ましい。これにより、補強材はアンカーボルトを貫通させてナットによって容易に固定することができるうえ、アンカーボルトとともに基礎穴内でコンクリートに固定される。

（１）アンカーボルトの配設位置に基礎穴を形成し、横架材にアンカーボルトを吊り下げ、このアンカーボルトが基礎穴内に挿入される高さであって横架材の設定位置に横架材を保持し、基礎穴内にコンクリートを打設することにより、基礎天板の高さ調整が不要となり、太陽電池モジュール設置の時間短縮および経費削減が可能となる。また、未整地地盤上であっても整地することなく横架材を容易に設置することが可能となる。

（２）横架材が、高さ調整機構を有する支持具であって地面上に設置される支持具上に保持されることにより、横架材は容易に高さ調整して、その設定位置に保持されるため、太陽電池モジュール用設置架台の施工がさらに容易となる。

（３）横架材が、アンカーボルトが貫通する貫通孔を有する補強材を、アンカーボルトを貫通させてアンカーボルトにナットにより固定し、基礎穴内にアンカーボルトとともに補強材が挿入される高さに保持されることにより、補強材が基礎穴内にアンカーボルトとともにコンクリートにより固定されるので、アンカーボルトの引き抜き耐力、曲げ耐力および座屈耐力を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態における太陽電池モジュール用設置架台に太陽電池モジュールを設置した全体斜視図である。 図１の太陽電池モジュール用設置架台の全体斜視図である。 図１の太陽電池モジュール用設置架台の基礎部の拡大斜視図である。 補強材の拡大斜視図であって、（ａ）はアンカーボルトを補強材の貫通孔に挿入した状態を示す図、（ｂ）はアンカーボルトを省略した状態を示す図である。 補強材の別の実施形態を示す斜視図である。 支持具の一実施形態を示す斜視図である。 支持具の別の実施形態を示す斜視図である。 支持具のさらに別の実施形態を示す斜視図である。 太陽電池モジュール用設置架台の施工手順を示すフロー図である。 基礎穴の掘削工程を示す説明図である。 横架材の配置工程を示す説明図である。 横架材の支持方法を示す説明図である。 横架材の別の支持方法を示す説明図である。 横架材の別の固定方法を示す説明図である。 横架材のさらに別の固定方法を示す説明図である。 基礎コンクリート打設工程を示す説明図である。 横架材の設置完了後の状態を示す説明図である。 コンクリート硬化後に横架材の高さを微調整する場合の説明図である。 コンクリート硬化後に横架材の高さを微調整する場合の別の説明図である。 横架材仮支持治具を示す斜視図である。 基礎穴の掘削工程を示す説明図である。 横架材仮支持治具の配置工程を示す説明図である。 横架材の配置工程を示す説明図である。 横架材仮支持治具の別の支持方法を示す説明図である。 図２４に示す横架材仮支持治具への横架材の支持方法を示す説明図である。 基礎コンクリート打設工程を示す説明図である。 横架材の設置完了後の状態を示す説明図である。

図１は本発明の実施の形態における太陽電池モジュール用設置架台に太陽電池モジュールを設置した全体斜視図、図２は図１の太陽電池モジュール用設置架台の全体斜視図、図３は図１の太陽電池モジュール用設置架台の基礎部の拡大斜視図、図４は補強材の拡大斜視図であって、（ａ）はアンカーボルトを補強材の貫通孔に挿入した状態を示す図、（ｂ）はアンカーボルトを省略した状態を示す図である。

図１および図２に示すように、本発明の実施の形態における太陽電池モジュール用設置架台１は、太陽電池モジュールＭに角度を付けて地面上に設置するためのものであり、太陽電池モジュールＭを下から斜めに支える複数の縦桟２と、複数の縦桟２を支える複数の支柱３と、複数の支柱３が固定される横架材４と、横架材４を基礎Ｂに固定するアンカーボルト５と、アンカーボルト５の補強材６とを備える。図３に示すように、アンカーボルト５および補強材６は、基礎穴７に打設されたコンクリート８に一体化されている。

横架材４は、断面略コの字状の鋼材である。アンカーボルト５は、水平方向に延設される横架材４の下側のフランジ４ａに、当該横架材４と直交するように鉛直方向に取り付けられている。補強材６は、図４に示すように、アンカーボルト５の延設方向に直交する天板部６ａと、天板部６ａに直交してアンカーボルト５の延設方向に延設された断面略コの字状の側板部６ｂ，６ｃ，６ｄとを有する。天板部６ａは側板部６ｃの延長上に設けられ、直角に折り曲げられて形成されている。この折り曲げ部分にはリブ６ｅが設けられている。天板部６ａには、アンカーボルト５が貫通する貫通孔６ｆが設けられている。

また、補強材６の別の実施形態として、図５（ａ）に示すように１つの側板部６ｂを省略し、天板部６ａおよび断面略Ｌ字状の側板部６ｃ，６ｄにより構成したものや、同図（ｂ）に示すように２つの側壁６ｂ，６ｄを省略し、天板部６ａおよび断面直線状の側板部６ｃにより構成したものとすることも可能である。

アンカーボルト５は、上記構成の補強材６の天板部６ａの貫通孔６ｆに挿入されて、この補強材６の天板部６ａと横架材４の下方のフランジ４ａとを挟み込むようにして、ナット９により横架材４に吊り下げるように固定される。

次に、本実施形態における太陽電池モジュール用設置架台１の施工に用いられる支持具について説明する。図６は支持具の一実施形態を示す斜視図である。図６に示す支持具１０は、横架材４を上面に支持する支持部１１と、支持部１１から地面に向かって鉛直方向に延設された脚部１２とを有する。支持部１１は、断面略コの字状の鋼材からなり、開口を下向きにした状態で横架材４を上面に載置して支持するものである。

脚部１２は、その途中に脚部１２の長さを調整して支持部１１の高さを調整する高さ調整機構としてのターンバックル部１３を備えている。ターンバックル部１３は、胴の両端に一方は正ねじ、他方は逆ねじのねじ山が切られており、胴を回転させることで、脚部１２を伸縮させることが可能となっている。脚部１２の下端部は、地面に刺さるように鋭角な形状に形成された杭部１４となっている。

また、支持具として、図７および図８にそれぞれ示す支持具１０ａ，１０ｂを用いることも可能である。図７および図８は支持具の別の実施形態を示す斜視図である。図７に示す支持具１０ａでは、図６に示した脚部１２に代えて、下端部が地面に刺さるように鋭角な形状に形成された杭部１５ａと、杭部１５ａを上下にスライド可能に支持する枠部１５ｂとから構成される脚部１５を有している。杭部１５ａには長孔１５ｃが形成されている。杭部１５ａは、ボルト１５ｄを緩めることで長孔１５ｃの範囲内で上下にスライドし、ボルト１５ｄを締めることにより枠部１５ｂに固定される。これにより、脚部１５は長さ調整可能となっている。なお、図示しないが、枠部１５ｂ側にはボルト１５ｄにより固定するためのナットが設けられている。

一方、支持具１０ｂでは、図６に示した杭部１４に代えて、自在継手１６ａと、この自在継手１６ａにより連結された接地用鋼板１６ｂとした脚部１６を有する。接地用鋼板１６ｂには、先端が地面に刺さるように鋭角な形状に形成された杭１７を通す孔１６ｃが形成されている。この支持具１０ｂでは、杭１７を孔１６ｃに通して地面に突き刺すことで、脚部１６を地面に固定することが可能となっている。

続いて、上記支持具１０を用いた太陽電池モジュール用設置架台１の施工手順について、図９に示すフロー図に基づいて説明する。

（１）基礎穴の掘削
図１０に示すように、基礎穴７を掘削する。基礎穴７は、横架材４に吊り下げられたアンカーボルト５の配設位置に形成する。

（２）横架材の配置
図１１に示すように、前述のようにアンカーボルト５および補強材６を吊り下げて固定した横架材４を、アンカーボルト５および補強材６が基礎穴７に挿入される高さに配置する。このとき、横架材４には予め支持具１０を取り付けておき、支持具１０を地面上に接地して固定することで、アンカーボルト５および補強材６は基礎穴７中に宙づり状態となる。そして、横架材４を設置した後、横架材４の上面の高さを支持具１０の高さ調整機構（ターンバックル部１３）によって調整し、横架材４の設定位置に保持する。

なお、支持具１０と横架材４とは、図１２に示すようにボルト２０ａおよびナット２０ｂを用いて固定される。あるいは、支持具１０は、図１３に示すように横架材４の下側のフランジ４ａではなく、上側のフランジ４ｂに取り付ける構成とすることも可能である。この場合、支持部１１は、断面略コの字状の鋼材の開口を上向きにした状態とし、横架材４を吊り下げて支持する。また、支持具１０と横架材４との固定については、図１４および図１５に示すように着脱可能なクランプ工具２１やバネ式のクリップ２２等を用いることも可能である。

（３）基礎コンクリート打設
図１６に示すように、基礎穴７内にコンクリート８を流し込んで基礎Ｂを形成する。

（４）支持具取り外し
コンクリート８の硬化後、支持具１０を取り外すと、図１７に示すように、基礎Ｂの上にアンカーボルト５、補強材６および横架材４が固定された状態となる。取り外した支持具１０は再利用が可能である。

なお、コンクリート８の硬化後に横架材４の高さを微調整する場合、図１８（ａ）に示す横架材４とアンカーボルト５を連結している上側のナット９を回転させて緩め、図１８（ｂ）に示すように、横架材４と補強材６との間に高さ調整用部材２３を介在させてナット９を締めることにより行うことが可能である。

あるいは、図１９に示すように、横架材４とアンカーボルト５とを連結しているナット９と、補強材６とアンカーボルト５とを連結しているナット９とを別とし、横架材４とアンカーボルト５を連結している上下両側のナット９を回転させることで横架材４を上下に移動させて行うことも可能である。

以上のように、本実施形態における太陽電池モジュール用設置架台１の施工方法によれば、アンカーボルト５が、当該アンカーボルト５の配設位置に形成された基礎穴７内に、当該アンカーボルト５が横架材４に吊り下げられて挿入された状態で、かつ、横架材４が設定位置に保持された状態で、コンクリート８が打設されて、コンクリート８により固定されるので、従来のような基礎天板の高さ調整は不要となり、太陽電池モジュール設置の時間短縮および経費削減が可能となる。

また、本実施形態においては、横架材４が、高さ調整機構を有する支持具１０上に保持されるため、横架材４は、地面上に設置される支持具１０上に保持するだけで、アンカーボルト５が基礎穴７内に挿入される高さであって横架材４の設定位置に容易に保持される。また、支持具１０が高さ調整機構を有することで、横架材４の高さ調整も容易となるため、図１８および図１９に示すように未整地地盤Ｇ上であっても太陽電池モジュール用設置架台１を容易に施工可能である。

また、本実施形態においては、補強材６がアンカーボルト５にナット９により固定されて、基礎穴７内にアンカーボルト５とともにコンクリート８により固定されるので、基礎穴７内のコンクリート８上面と横架材４との間に隙間があっても、この補強材６によってアンカーボルト５の引き抜き耐力、曲げ耐力および座屈耐力が向上している。

また、太陽電池モジュール用設置架台１を横一列に複数台設置する場合には、図２０に示すような横架材仮支持治具３０，３１を用いることも可能である。横架材仮支持治具３０は、断面が略Ｌ字状であり、長手方向の両端部には長手方向に直交する側壁３０ａを有している。横架材仮支持治具３１は、断面が略Ｌ字状の２つの鋼材３１ａ，３１ｂが連結材３１ｃによって連結されたものである。連結材３１ｃは、断面が略コの字状の鋼材からなり、開口を下向きにした状態でその上面両端部に鋼材３１ａ，３１ｂが互いに対称な向きに配置されてボルト・ナットにより固定されたものである。

上記構成の横架材仮支持治具３０，３１を用いる場合、図２１に示すように、基礎穴７を横２列に掘削した後、図２２に示すように横架材仮支持治具３０，３１を配置する。このとき、横架材仮支持治具３０，３１は、前述の支持具１０を用いて地面上に配置する。また、その横架材仮支持治具３０，３１は間隔を空けて配置し、その上面に横架材４を設置した際に横架材４に吊り下げられたアンカーボルト５および補強材６が基礎穴７に挿入される高さとなるようにする。

横架材仮支持治具３０，３１の設置後、図２３に示すように横架材４を横架材仮支持治具３０，３１上に載置し、ボルト・ナットを用いて横架材４と横架材仮支持治具３０，３１とを固定する。なお、横架材仮支持治具３０，３１は、図２４に示すように上下反転させて用いて支持具１０に吊り下げて用いることも可能である。この場合、横架材４は、図２５に示すように横架材仮支持治具３０，３１に吊り下げるようにして固定する。

そして、横架材４の設置後、横架材４の上面の高さを支持具１０の高さ調整機構によって調整し、横架材４の設定位置に保持した後、図２６に示すように基礎穴７内にコンクリート８を流し込んで基礎Ｂを形成する。コンクリート８の硬化後、支持具１０および横架材仮支持治具３０，３１を取り外すと、図２７に示すように基礎Ｂの上に複数の横架材４が所定間隔で２列に固定された状態となる。取り外した支持具１０および横架材仮支持治具３０，３１は再利用が可能である。

このように横架材仮支持治具３０，３１を支持具１０と組み合わせて用いることで、陽電池モジュール用設置架台１を横一列に複数台設置することが容易となる。

本発明の太陽電池モジュール用設置架台の施工方法は、太陽電池モジュールに角度を付けて地面上へ設置する方法として有用である。

１ 太陽電池モジュール用設置架台
２ 縦桟
３ 支柱
４ 横架材
４ａ，４ｂ フランジ
５ アンカーボルト
６ 補強材
６ａ 天板部
６ｂ，６ｃ，６ｄ 側板部
６ｅ リブ
６ｆ 貫通孔
７ 基礎穴
８ コンクリート
９ ナット
１０，１０ａ，１０ｂ 支持具
１１ 支持部
１２，１５，１６ 脚部
１３ ターンバックル部
１４，１５ａ 杭部
１５ｂ 枠部
１５ｃ 長孔
１５ｄ ボルト
１６ａ 自在継手
１６ｂ 接地用鋼板
１６ｃ 孔
１７ 杭
２０ａ ボルト
２０ｂ ナット
２１ クランプ工具
２２ クリップ
２３ 高さ調整用部材
３０，３１ 横架材仮支持治具

Claims (4)

1. 太陽電池モジュールを下から斜めに支える複数の縦桟と、前記複数の縦桟を支える複数の支柱と、前記複数の支柱が固定される横架材と、前記横架材を基礎に固定するアンカーボルトとを備えた太陽電池モジュール用設置架台の施工方法であって、
   前記アンカーボルトの配設位置に基礎穴を形成すること、
   前記横架材に前記アンカーボルトを吊り下げ、このアンカーボルトが前記基礎穴内に挿入される高さであって前記横架材の設定位置に前記横架材を、高さ調整機構を有する支持具であって地面上に設置される支持具上に保持すること、
   前記基礎穴内にコンクリートを打設すること、
   前記コンクリートの硬化後、前記支持具を取り外すこと
   を含む太陽電池モジュール用設置架台の施工方法。
2. 前記横架材は、前記アンカーボルトが貫通する貫通孔を有する補強材を、前記アンカーボルトを貫通させて前記アンカーボルトにナットにより固定し、前記基礎穴内に前記アンカーボルトとともに前記補強材が挿入される高さに保持されることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール用設置架台の施工方法。
3. 太陽電池モジュールを下から斜めに支える複数の縦桟と、前記複数の縦桟を支える複数の支柱と、前記複数の支柱が固定される横架材と、前記横架材を基礎に固定するアンカーボルトとを備えた太陽電池モジュール用設置架台であって、
   前記アンカーボルトは、当該アンカーボルトの配設位置に形成された基礎穴内に、当該アンカーボルトが、高さ調整機構を有して地面上に設置される支持具でありコンクリートの硬化後に取り外される支持具上に保持された前記横架材に吊り下げられて当該アンカーボルトが前記基礎穴内に挿入される高さに保持された状態で、コンクリートにより固定されたものである太陽電池モジュール用設置架台。
4. 前記アンカーボルトが貫通する貫通孔を有する補強材であり、前記アンカーボルトを貫通させて前記アンカーボルトにナットにより固定され、前記基礎穴内に前記アンカーボルトとともに前記コンクリートにより固定される補強材を備えた請求項３記載の太陽電池モジュール用設置架台。

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